740 Y-P作為PI3K通路激動劑在細胞增殖凋亡自噬及動物模型中的應(yīng)用

740 Y-P是一種具有細胞滲透性的多肽類激動劑，通過特異性激活磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K） 信號通路，在細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)研究中發(fā)揮重要作用。大量研究表明，740 Y-P（AbMole，M9389）在多種細胞模型中可有效促進細胞增殖、抑制凋亡過程并調(diào)節(jié)代謝活動，同時在阿爾茨海默等神經(jīng)退行性病變研究模型中調(diào)控氧化應(yīng)激。AbMole為全球科研客戶提供高純度、高生物活性的抑制劑、細胞因子、人源單抗、天然產(chǎn)物、熒光染料、多肽、靶點蛋白、化合物庫、抗生素等科研試劑，全球大量文獻專利引用。

一、740 Y-P（740YPDGFR）的作用機制
740 Y-P（AbMole，M9389）是一種人工設(shè)計的多肽化合物，含有25個氨基酸，在第21位的酪氨酸殘基被磷酸化修飾，形成關(guān)鍵的p-Tyr結(jié)構(gòu)單元，這一修飾對其生物活性至關(guān)重要，使其能夠有效模擬天然磷酸化蛋白質(zhì)，進而與帶有SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白相互作用。740 Y-P的其余結(jié)構(gòu)也是經(jīng)過特殊設(shè)計的，其N端的16個氨基酸衍生自Antennapedia蛋白的第三螺旋結(jié)構(gòu)，這一區(qū)域賦予了它出色的細胞膜穿透能力；C端9個氨基酸則來源于血小板衍生生長因子受體（PDGFR）上的高親和力p85結(jié)合位點，該位點負責(zé)特異性識別并激活PI3K的調(diào)節(jié)亞基--p85。這種巧妙的嵌合設(shè)計使740YP兼具細胞滲透性和靶向特異性，成為研究細胞內(nèi)PI3K信號通路的理想分子工具^[1]。
當(dāng)740 Y-P（AbMole，M9389）進入細胞內(nèi)部后，C端氨基酸可模擬PDGFR受體的磷酸化酪氨酸基序，與PI3K的p85調(diào)節(jié)亞基結(jié)合，同時磷酸化的Tyr21則與p85中的SH2結(jié)構(gòu)域結(jié)合，這種結(jié)合將解除p85對PI3K的抑制。進而引發(fā)下游Akt的募集和激活。激活的Akt通過磷酸化多種底物蛋白，最終協(xié)調(diào)促進細胞增殖、抑制凋亡、增強代謝活動等一系列生物學(xué)效應(yīng)^[1]。

二、740 Y-P（740YPDGFR）的研究應(yīng)用
1. 740 Y-P（740YPDGFR）用于細胞增殖與周期調(diào)控研究
740 Y-P（AbMole，M9389）在多種細胞模型中展現(xiàn)出顯著的促有絲分裂活性。在一項研究中，研究者對C2成肌細胞進行了血清饑餓處理，隨后給予不同濃度（0-100 μg/mL）的740 Y-P處理48小時。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該激動劑在最低測試濃度（1 μg/mL）下即可刺激細胞增殖，而在50 μg/mL濃度時達到最大效應(yīng)，使S期細胞比例提高至48.3%。值得注意的是，這種促增殖效應(yīng)在無血清條件下（0.5% FBS）仍然存在，表明其作用不依賴于血清中的生長因子^[1]。并且740 Y-P的促有絲分裂活性表現(xiàn)出了高度特異性：這種效應(yīng)可被PI3K特異性抑制劑LY294002和Wortmannin (SL-2052)阻斷，證實其作用機制依賴于PI3K通路的激活^[1]。

2. 740 Y-P（740YPDGFR）用于細胞凋亡調(diào)控研究
在INS-1大鼠胰腺β細胞模型中，740 Y-P 對細胞凋亡過程表現(xiàn)出顯著調(diào)控作用。Western blot分析顯示，經(jīng)740 Y-P處理的細胞中，磷酸化Akt（p-Akt）蛋白表達水平顯著升高，同時促凋亡蛋白Caspase-3的表達則明顯降低（P<0.05）^[3]。這一發(fā)現(xiàn)表明，740 Y-P通過激活PI3K-Akt信號通路，能夠有效抑制細胞凋亡過程，促進細胞存活。同時這一機制對于理解代謝調(diào)節(jié)過程中β細胞的功能維持具有重要啟示意義。在代謝應(yīng)激條件下，PI3K-Akt信號通路的活性下降可能導(dǎo)致β細胞凋亡增加，而740YP通過特異性激活這一通路，可有效拮抗這一過程。

3. 740 Y-P（PDGFR 740Y-P）用于細胞自噬與應(yīng)激反應(yīng)調(diào)節(jié)
在PC12神經(jīng)細胞模型中，740 Y-P 展現(xiàn)出對氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的自噬過程的調(diào)節(jié)能力。研究表明，當(dāng)PC12細胞暴露于氧化石墨烯（GO）誘導(dǎo)的應(yīng)激環(huán)境時，740 Y-P（30 μM，處理24小時）能夠顯著抑制GO引起的LC3-II/LC3-I比值變化。LC3蛋白的脂化形式LC3-II是自噬體形成的關(guān)鍵標(biāo)志物，其水平變化反映了自噬流的活躍程度。這一發(fā)現(xiàn)表明，740 Y-P通過激活PI3K-Akt通路，可調(diào)節(jié)自噬網(wǎng)絡(luò)^[4]。2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學(xué)用于動物體內(nèi)實驗，相關(guān)科研成果發(fā)表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。

4. 740 Y-P在動物實驗中的研究應(yīng)用
在動物模型研究中，740 Y-P 展現(xiàn)出良好的體內(nèi)生物活性和組織穿透能力。740 Y-P不僅能在體外培養(yǎng)細胞中內(nèi)化，還能在實驗動物內(nèi)與p85亞基發(fā)生特異性相互作用。這一特性為其在整體動物水平研究PI3K-Akt信號通路功能奠定了基礎(chǔ)。在阿爾茨海默病（AD）大鼠模型中，740 Y-P顯示出顯著的神經(jīng)保護潛力。研究采用Aβ(25-32)肽段誘導(dǎo)AD樣病理變化，并通過腹膜內(nèi)注射給予740 Y-P（10 mg/kg劑量，持續(xù)6周）。結(jié)果顯示，740 Y-P能夠顯著降低海馬組織中的活性氧（ROS）水平，同時增強PI3K和Akt的磷酸化程度。這一研究結(jié)果表明，740 Y-P可能通過激活PI3K-Akt信號通路，增強神經(jīng)細胞的抗氧化防御能力，從而減輕氧化應(yīng)激對神經(jīng)組織的損傷^[5]。在神經(jīng)病理性疼痛的動物模型研究中，740 Y-P作為PI3K的特異性激活劑，可通過鞘內(nèi)注射的方式給藥。研究發(fā)現(xiàn)，740 Y-P在CCI（坐骨神經(jīng)慢性壓迫損傷）模型小鼠中表現(xiàn)出鎮(zhèn)痛效果，能夠減輕小鼠的觸覺和熱覺過敏，該機制同樣涉及740 Y-P對PI3K信號通路的調(diào)節(jié)^[6]。

三、范例詳解
Cell Biol Toxicol. 2022 Apr;38(2):291-310.
中山大學(xué)、四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)院的科研團隊在上述論文中研究了BaP的終代謝產(chǎn)物BPDE誘導(dǎo)滋養(yǎng)層細胞功能異常的機制。主要發(fā)現(xiàn)如下：一種新型長鏈非編碼 RNA--lnc-HZ08，被鑒定為在BPDE處理的滋養(yǎng)層組織細胞中高表達。其分子機制是：lnc-HZ08 作為 RNA 支架，與 PI3K 及其泛素連接酶 CBL 結(jié)合，增強二者相互作用，促進 PI3K 泛素化降解。進一步研究發(fā)現(xiàn)lnc-HZ08 通過下調(diào) PI3K/p-AKT/p-P21/CDK2 通路，抑制滋養(yǎng)層細胞的增殖和遷移。在實驗中，AbMole的740 Y-P（AbMole，M9389）被用于驗證lnc-HZ08對該通路的調(diào)控作用，發(fā)現(xiàn)740 Y-P處理可激活PI3K/p-AKT/p-P21/CDK2通路，促進滋養(yǎng)層細胞的增殖；但這種激活效應(yīng)可被lnc-HZ08過表達減弱，證實lnc-HZ08通過抑制該通路發(fā)揮作用^[7]。
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參考文獻及鳴謝
[1] D. Derossi, E. J. Williams, P. J. Green, et al., Stimulation of mitogenesis by a cell-permeable PI 3-kinase binding peptide, Biochemical and biophysical research communications 251(1) (1998) 148-52.
[2] C. W. Kim, J. M. Lee, S. W. Park, Divergent roles of the regulatory subunits of class IA PI3K, Frontiers in endocrinology 14 (2023) 1152579.
[3] 趙思婷, 王洋洋, 陳玉甜, et al., PI3K-Akt激動劑740 Y-P對INS-1細胞的作用及機制研究, 25(17) (2019) 3.
[4] 馮曉黎, 氧化石墨烯損害自噬流和溶酶體功能誘導(dǎo)PC12細胞系發(fā)生p62蛋白依賴性凋亡的機制研究, 南方醫(yī)科大學(xué).
[5] José A. Barela, Newton Tesima, Vitor Da Silva Amaral, et al., Visually guided eye movements reduce postural sway in dyslexic children, 725 (2020) 134890.
[6] Katarzyna Ciapała, Ewelina Rojewska, Katarzyna Pawlik, et al., Analgesic Effects of Fisetin, Peimine, Astaxanthin, Artemisinin, Bardoxolone Methyl and 740 Y-P and Their Influence on Opioid Analgesia in a Mouse Model of Neuropathic Pain, 24(10) (2023) 9000.
[7] J. Xie, T. Liang, J. Zhao, et al., Lnc-HZ08 regulates BPDE-induced trophoblast cell dysfunctions by promoting PI3K ubiquitin degradation and is associated with miscarriage, Cell biology and toxicology 38(2) (2022) 291-310.